JP2000299028A - 透明導電膜の製造方法および化合物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
透明導電膜の製造方法および化合物半導体発光素子の製造方法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透過率が向上し、かつ製造コストが低減する
ことができるように改良された、透明導電膜の製造方法
を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 真空槽内に基板を置く。真空槽の中心
に、透明導電膜の材料となるターゲットを置く。真空槽
内に酸素を導入する。ターゲットにレーザ光を照射し、
アブレーションによって放出された原子・分子イオンを
基板の上に堆積させ、酸化させながら、結晶成長させ
る。
ことができるように改良された、透明導電膜の製造方法
を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 真空槽内に基板を置く。真空槽の中心
に、透明導電膜の材料となるターゲットを置く。真空槽
内に酸素を導入する。ターゲットにレーザ光を照射し、
アブレーションによって放出された原子・分子イオンを
基板の上に堆積させ、酸化させながら、結晶成長させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に透明導電
膜の製造方法に関するものであり、より特定的には、よ
り低温で平滑で、低抵抗・高透過率を持ち、かつコスト
を低下させることができるように改良された透明導電膜
の製造方法に関する。この発明は、また、そのような方
法を用いた、化合物半導体発光素子の製造方法に関す
る。
膜の製造方法に関するものであり、より特定的には、よ
り低温で平滑で、低抵抗・高透過率を持ち、かつコスト
を低下させることができるように改良された透明導電膜
の製造方法に関する。この発明は、また、そのような方
法を用いた、化合物半導体発光素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、透明導電膜は、液晶ディスプレ
イ、太陽電池をはじめ多くの分野で用いられている。透
明導電膜としては、一般にＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −５ｗｔ
％ＳｎＯ 2 ）が用いられている。ＩＴＯの成膜方法とし
ては、スパッタ法が主流となっており、基板温度３００
℃で、透過率８０％以上、抵抗率２×１０-4Ωｃｍ程度
のものが、再現性よく得られている。有機エレクトロル
ミネセンス（ＥＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）への応
用を考えた場合、より低温で、成膜可能な透明導電膜が
求められている。
イ、太陽電池をはじめ多くの分野で用いられている。透
明導電膜としては、一般にＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −５ｗｔ
％ＳｎＯ 2 ）が用いられている。ＩＴＯの成膜方法とし
ては、スパッタ法が主流となっており、基板温度３００
℃で、透過率８０％以上、抵抗率２×１０-4Ωｃｍ程度
のものが、再現性よく得られている。有機エレクトロル
ミネセンス（ＥＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）への応
用を考えた場合、より低温で、成膜可能な透明導電膜が
求められている。
【０００３】特開平６−３１８４０６号公報には、室温
成膜でも高透過率、低抵抗率が実現できるＩｎ2 Ｏ3 −
１０ｗｔ％ＺｎＯの製造技術が提案されている。この技
術によれば、スパッタ法で室温で成膜した、膜厚１４０
ｎｍの膜で、抵抗率３×１０ -4Ωｃｍ、透過率８６％
（ａｔ５５０ｎｍ）を実現している。
成膜でも高透過率、低抵抗率が実現できるＩｎ2 Ｏ3 −
１０ｗｔ％ＺｎＯの製造技術が提案されている。この技
術によれば、スパッタ法で室温で成膜した、膜厚１４０
ｎｍの膜で、抵抗率３×１０ -4Ωｃｍ、透過率８６％
（ａｔ５５０ｎｍ）を実現している。
【０００４】その他、透明導電膜の成膜は、蒸着、イオ
ンプレーティング法などでも検討されている。
ンプレーティング法などでも検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】透明導電膜では、透過
率や伝導率が、酸素量に大きく依存する。しかしなが
ら、従来の蒸着法では、蒸着源の運転のため、成膜圧力
に制限があるという問題点があった。また、スパッタ法
では、プラズマを利用するための圧力範囲の制限とアル
ゴンの使用（プラズマを立てるために必要なもの）な
ど、成膜するための成膜圧やガスに制限があり、精密に
酸素量を制御できないという問題点があった。
率や伝導率が、酸素量に大きく依存する。しかしなが
ら、従来の蒸着法では、蒸着源の運転のため、成膜圧力
に制限があるという問題点があった。また、スパッタ法
では、プラズマを利用するための圧力範囲の制限とアル
ゴンの使用（プラズマを立てるために必要なもの）な
ど、成膜するための成膜圧やガスに制限があり、精密に
酸素量を制御できないという問題点があった。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、成膜圧力、成膜ガスに制限が
なく、かつ精密に酸素量を制御することができるように
改良された透明導電膜の製造方法を提供することにあ
る。
るためになされたもので、成膜圧力、成膜ガスに制限が
なく、かつ精密に酸素量を制御することができるように
改良された透明導電膜の製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】この発明の他の目的は、透過率が向上し、
かつコストが低減することができるように改良された、
透明導電膜の製造方法を提供することにある。
かつコストが低減することができるように改良された、
透明導電膜の製造方法を提供することにある。
【０００８】この発明は、また、そのような透過率の向
上およびコストが低減されるように改良された透明導電
膜の形成工程を含む、化合物半導体発光素子の製造方法
を提供することを目的とする。
上およびコストが低減されるように改良された透明導電
膜の形成工程を含む、化合物半導体発光素子の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る透明導電
膜の製造方法においては、まず、真空槽内に基板を置
く。上記真空槽の中心に、透明導電膜の材料となるター
ゲットを置く。上記真空槽内に酸素を導入する。上記タ
ーゲットにレーザ光を照射し、アブレーションによって
放出された原子、分子イオンを上記基板の上に堆積さ
せ、酸化させながら、結晶成長させる。
膜の製造方法においては、まず、真空槽内に基板を置
く。上記真空槽の中心に、透明導電膜の材料となるター
ゲットを置く。上記真空槽内に酸素を導入する。上記タ
ーゲットにレーザ光を照射し、アブレーションによって
放出された原子、分子イオンを上記基板の上に堆積さ
せ、酸化させながら、結晶成長させる。
【００１０】この方法は、レーザアブレーション法と称
されるものであり、本発明では、透明導電膜の成膜法と
して利用している。レーザアブレーションでは、励起源
となるエキシマレーザを成膜装置外から導くため、成膜
圧やガスに制約がない。また、スパッタ法で問題となる
負イオンによる逆スパッタの影響もない。このような特
徴から、酸素量制御が容易となり、かつターゲット組成
に近い膜を得る等の特徴がある。さらに、スパッタ法に
比べ表面平滑性が優れた膜が得られる。
されるものであり、本発明では、透明導電膜の成膜法と
して利用している。レーザアブレーションでは、励起源
となるエキシマレーザを成膜装置外から導くため、成膜
圧やガスに制約がない。また、スパッタ法で問題となる
負イオンによる逆スパッタの影響もない。このような特
徴から、酸素量制御が容易となり、かつターゲット組成
に近い膜を得る等の特徴がある。さらに、スパッタ法に
比べ表面平滑性が優れた膜が得られる。
【００１１】請求項２に係る透明導電膜の製造方法にお
いては、上記ターゲットは、Ｉｎ2Ｏ3 −１０ｗｔ％Ｚ
ｎＯが用いられる。
いては、上記ターゲットは、Ｉｎ2Ｏ3 −１０ｗｔ％Ｚ
ｎＯが用いられる。
【００１２】請求項３に係る透明導電膜の製造方法にお
いては、成膜温度を、室温（ＲＴ）〜３００℃で行な
う。
いては、成膜温度を、室温（ＲＴ）〜３００℃で行な
う。
【００１３】請求項４に係る透明導電膜の製造方法にお
いては、成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔｏｒｒで行
なう。
いては、成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔｏｒｒで行
なう。
【００１４】請求項５に係る化合物半導体発光素子の製
造方法においては、まず、透明電極を形成する直前の化
合物半導体発光素子基板を準備する。上記化合物半導体
発光素子基板を真空槽内に置く。上記真空槽の中心に、
透明導電膜の材料となるターゲットを置く。上記真空槽
内に酸素を導入する。上記ターゲットにレーザ光を照射
し、アブレーションによって放出された原子、分子イオ
ンを上記基板の上に堆積させ、酸化させながら、上記透
明電極を結晶成長させる。
造方法においては、まず、透明電極を形成する直前の化
合物半導体発光素子基板を準備する。上記化合物半導体
発光素子基板を真空槽内に置く。上記真空槽の中心に、
透明導電膜の材料となるターゲットを置く。上記真空槽
内に酸素を導入する。上記ターゲットにレーザ光を照射
し、アブレーションによって放出された原子、分子イオ
ンを上記基板の上に堆積させ、酸化させながら、上記透
明電極を結晶成長させる。
【００１５】この発明によれば、化合物半導体発光素子
基板の上に、レーザアブレーション法で、透明電極を形
成するので、低抵抗であり、かつ透過率が向上した、化
合物半導体発光素子が得られる。
基板の上に、レーザアブレーション法で、透明電極を形
成するので、低抵抗であり、かつ透過率が向上した、化
合物半導体発光素子が得られる。
【００１６】請求項６に係る化合物半導体発光素子の製
造方法においては、上記ターゲットとして、Ｉｎ2 Ｏ3
−１０ｗｔ％ＺｎＯを用いる。
造方法においては、上記ターゲットとして、Ｉｎ2 Ｏ3
−１０ｗｔ％ＺｎＯを用いる。
【００１７】請求項７に係る化合物半導体発光素子の製
造方法においては、成膜温度を、室温（ＲＴ）〜３００
℃で行なう。
造方法においては、成膜温度を、室温（ＲＴ）〜３００
℃で行なう。
【００１８】請求項８に係る化合物半導体発光素子の製
造方法においては、成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔ
ｏｒｒで行なう。
造方法においては、成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔ
ｏｒｒで行なう。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
について説明する。
【００２０】実施の形態１ 図１は、本発明に係る透明導電膜の製造方法に用いるレ
ーザアブレーション成膜装置の概念図である。高密度の
レーザパルスを固体表面に照射し、そこから放出される
イオンや原子を対向した位置にある基板上に堆積し、薄
膜を形成する手法がレーザアブレーション法と言われる
ものである。この手法は、金属酸化物誘導体薄膜の成膜
プロセスとして大変適した方法である。強いレーザパル
スを利用して、同一実験チャンバの中で成膜だけでなく
微細加工、エッチング、多層化等が行なえる利点を持
つ。強誘電体薄膜作製におけるレーザアブレーション法
の利点は、以下のようになる。
ーザアブレーション成膜装置の概念図である。高密度の
レーザパルスを固体表面に照射し、そこから放出される
イオンや原子を対向した位置にある基板上に堆積し、薄
膜を形成する手法がレーザアブレーション法と言われる
ものである。この手法は、金属酸化物誘導体薄膜の成膜
プロセスとして大変適した方法である。強いレーザパル
スを利用して、同一実験チャンバの中で成膜だけでなく
微細加工、エッチング、多層化等が行なえる利点を持
つ。強誘電体薄膜作製におけるレーザアブレーション法
の利点は、以下のようになる。
【００２１】まず、この方法では、成膜室の外部からレ
ーザ光が導入されるため、結晶成長に適した任意の雰囲
気圧力中で薄膜形成ができることが挙げられる。また、
ターゲットのみから原子・分子・イオンが放出されるた
めに不純物のない薄膜が形成される。
ーザ光が導入されるため、結晶成長に適した任意の雰囲
気圧力中で薄膜形成ができることが挙げられる。また、
ターゲットのみから原子・分子・イオンが放出されるた
めに不純物のない薄膜が形成される。
【００２２】圧力・基板温度・成膜速度等の多くのパラ
メータを独立に選ぶことができる。薄膜の制御性という
意味では、レーザパルス数とエネルギーの調節で瞬時に
成膜コントロールができる。
メータを独立に選ぶことができる。薄膜の制御性という
意味では、レーザパルス数とエネルギーの調節で瞬時に
成膜コントロールができる。
【００２３】さらに、最近明らかになってきたように、
非常に高速の成膜が可能である。このように、多くの優
れた点を有している。
非常に高速の成膜が可能である。このように、多くの優
れた点を有している。
【００２４】レーザアブレーション装置は、図１に示す
ように、真空槽の中心に成膜する強誘電体からなるバル
クターゲットを置き、真空系内には酸素またはオゾン、
ＮＯ 2 等の酸化力の強いガスを導入し、パルスレーザ光
をターゲットに照射してアブレーションを起こす。アブ
レーションによって放出された原子分子イオンは基板に
堆積して酸化されながら結晶成長をする。実施の形態１
では、このようなレーザアブレーション装置を用いて、
透明導電膜の成膜を試みた。
ように、真空槽の中心に成膜する強誘電体からなるバル
クターゲットを置き、真空系内には酸素またはオゾン、
ＮＯ 2 等の酸化力の強いガスを導入し、パルスレーザ光
をターゲットに照射してアブレーションを起こす。アブ
レーションによって放出された原子分子イオンは基板に
堆積して酸化されながら結晶成長をする。実施の形態１
では、このようなレーザアブレーション装置を用いて、
透明導電膜の成膜を試みた。
【００２５】成膜条件を以下に記す。 レーザ：ＫｒＦ２４８ｎｍ２Ｊ／ｃｍ2 ターゲット：Ｉｎ2 Ｏ3 −１０ｗｔ％ＺｎＯ（出光興産
製、高密度品、以下、ＩＤＩＸＯと略する。） 基板：ＭＧＯ（透過率測定）、ガラス（抵抗測定用） 成膜温度：（室温（ＲＴ）〜３００℃）標準としてＲＴ
を用いた。
製、高密度品、以下、ＩＤＩＸＯと略する。） 基板：ＭＧＯ（透過率測定）、ガラス（抵抗測定用） 成膜温度：（室温（ＲＴ）〜３００℃）標準としてＲＴ
を用いた。
【００２６】成膜圧力：０．３〜３×１０-3ＴｏｒｒＯ
2 （標準として、３×１０-3ＴｏｒｒＯ2 を用いた） 成膜条件について、さらに詳細に説明する。
2 （標準として、３×１０-3ＴｏｒｒＯ2 を用いた） 成膜条件について、さらに詳細に説明する。
【００２７】酸素圧依存性 まず、透明導電膜の透過率の酸素圧依存性について調べ
た。
た。
【００２８】レーザアブレーションでは、成膜圧により
プルーム形状が変化する。また、ある成膜圧下で、試料
をプルームのどの部分に位置させるかにより、組成が変
化する。発明者は超伝導デバイス開発でのターゲット・
基板間距離は６０〜７０ｍｍ程度が最適である結果を得
ており、今回はプルーム観察からターゲット・基板間距
離を７０ｍｍに固定し、酸素圧依存性を評価した。な
お、ＩＤＩＸＯの膜厚は１２０ｎｍ程度とした。
プルーム形状が変化する。また、ある成膜圧下で、試料
をプルームのどの部分に位置させるかにより、組成が変
化する。発明者は超伝導デバイス開発でのターゲット・
基板間距離は６０〜７０ｍｍ程度が最適である結果を得
ており、今回はプルーム観察からターゲット・基板間距
離を７０ｍｍに固定し、酸素圧依存性を評価した。な
お、ＩＤＩＸＯの膜厚は１２０ｎｍ程度とした。
【００２９】図２に抵抗率と酸素圧の関係を示す。抵抗
率は酸素圧とともに大きく変化し、３×１０-3Ｔｏｒｒ
でｄｉｐをもつ特性が得られた。これは酸素量により、
透明導電膜の抵抗に最適値があるという、これまでの報
告と一致している。なお、最も低い６．５×１０-5Ωｃ
ｍという値は、従来のスパッタ法で得ることは非常に困
難な値である。このため、スパッタ法に比べ、１桁程度
の抵抗率が低いことから、必要となる膜厚が１／１０と
なり、このことにより透過率を上昇でき、低コストで高
品質の透明導電膜が作製可能となる。またこの条件で作
製した膜の表面の凹凸は０．５ｎｍ程度と非常に平滑で
あった。この値は、スパッタ法で作製した膜に比べ１／
１０程度である。
率は酸素圧とともに大きく変化し、３×１０-3Ｔｏｒｒ
でｄｉｐをもつ特性が得られた。これは酸素量により、
透明導電膜の抵抗に最適値があるという、これまでの報
告と一致している。なお、最も低い６．５×１０-5Ωｃ
ｍという値は、従来のスパッタ法で得ることは非常に困
難な値である。このため、スパッタ法に比べ、１桁程度
の抵抗率が低いことから、必要となる膜厚が１／１０と
なり、このことにより透過率を上昇でき、低コストで高
品質の透明導電膜が作製可能となる。またこの条件で作
製した膜の表面の凹凸は０．５ｎｍ程度と非常に平滑で
あった。この値は、スパッタ法で作製した膜に比べ１／
１０程度である。
【００３０】図３に、ＩＤＩＸＯの透過率の酸素圧依存
性を評価した結果を示す。約３００ｎｍの吸収端が認め
られる。透過率測定用の試料は、基板として吸収端が２
００ｎｍ程度のＭｇＯを使用しており、３００ｎｍの吸
収がＩＤＩＸＯ膜に起因していることがわかる。また、
使用したＭｇＯ基板の波長５００ｎｍでの透過率は８４
％と測定されており、成膜酸素圧とＩＤＩＸＯ膜（１２
０ｎｍ）の透過率の関係としては、表１のように計算で
きる。
性を評価した結果を示す。約３００ｎｍの吸収端が認め
られる。透過率測定用の試料は、基板として吸収端が２
００ｎｍ程度のＭｇＯを使用しており、３００ｎｍの吸
収がＩＤＩＸＯ膜に起因していることがわかる。また、
使用したＭｇＯ基板の波長５００ｎｍでの透過率は８４
％と測定されており、成膜酸素圧とＩＤＩＸＯ膜（１２
０ｎｍ）の透過率の関係としては、表１のように計算で
きる。
【００３１】
【表１】
【００３２】成膜圧０．３Ｔｏｒｒでは、透過率は高い
が、抵抗率が非常に高い。最も低い抵抗率が得られた３
×１０-3Ｔｏｒｒでは、透過率９２％が得られた。発光
素子では一般に膜厚の薄いＡｕを透明電極として使用し
ている。膜厚２０ｎｍのＡｕの透過率が３７％であるこ
とから、ＩＤＩＸＯを用いたことで、２倍以上の光出力
が得られる。
が、抵抗率が非常に高い。最も低い抵抗率が得られた３
×１０-3Ｔｏｒｒでは、透過率９２％が得られた。発光
素子では一般に膜厚の薄いＡｕを透明電極として使用し
ている。膜厚２０ｎｍのＡｕの透過率が３７％であるこ
とから、ＩＤＩＸＯを用いたことで、２倍以上の光出力
が得られる。
【００３３】再現性 ＩＤＩＸＯを製品に応用する場合、１）面内分布、２）
再現性などを評価する必要がある。ＺｎＳｅ基板は、現
状１０ｍｍ角程度であり、プルーム形状、超電導関係の
発明者の経験・実績から問題ないと考えられ、今回はＩ
ＤＩＸＯ膜を同条件で３回成膜した場合の抵抗率変化を
評価した。その結果を、表２に示す。
再現性などを評価する必要がある。ＺｎＳｅ基板は、現
状１０ｍｍ角程度であり、プルーム形状、超電導関係の
発明者の経験・実績から問題ないと考えられ、今回はＩ
ＤＩＸＯ膜を同条件で３回成膜した場合の抵抗率変化を
評価した。その結果を、表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】ＲＵＮとともに抵抗率の増加が認められる
が、すべての試料で１０-5Ωｃｍ以下の値を得ている。
このような低い値で安定していることは、製品への適用
には問題ないと考えられる。
が、すべての試料で１０-5Ωｃｍ以下の値を得ている。
このような低い値で安定していることは、製品への適用
には問題ないと考えられる。
【００３６】なお、このように抵抗率が変化する原因と
しては、１）ターゲット組成の変化、２）膜厚変化が原
因として考えられる。１）についてはターゲット表面の
研磨、２）については膜厚モニタの設置により対応が可
能である。
しては、１）ターゲット組成の変化、２）膜厚変化が原
因として考えられる。１）についてはターゲット表面の
研磨、２）については膜厚モニタの設置により対応が可
能である。
【００３７】降温時の酸素圧依存性 従来のスパッタ法に比べ、レーザアブレーション法でＩ
ＤＩＸＯ膜を成膜することにより、ベストデータで、抵
抗率が１桁程度低減できた。このことは、従来使用され
てきた透明導電膜の膜厚を１／１０程度に低減できる可
能性を示している。蒸着法、スパッタ法では励起源（蒸
着；熱、スパッタ；プラズマ）が装置内にあり、成膜条
件が制限される。これに比べ、レーザアブレーション法
では、装置の外部から励起源となるエキシマレーザを導
入するため、成膜時の圧力は大気圧近くから高真空まで
容易に変化でき、最適な酸素圧での成膜が可能である。
また膜組成に関しても、レーザアブレーションでは、タ
ーゲット組成に近い膜が容易に得られる。このような原
因から、本発明では、非常に高い抵抗率を持つＩＤＩＸ
Ｏ膜の成膜を実現することができたものと考えられる。
ＤＩＸＯ膜を成膜することにより、ベストデータで、抵
抗率が１桁程度低減できた。このことは、従来使用され
てきた透明導電膜の膜厚を１／１０程度に低減できる可
能性を示している。蒸着法、スパッタ法では励起源（蒸
着；熱、スパッタ；プラズマ）が装置内にあり、成膜条
件が制限される。これに比べ、レーザアブレーション法
では、装置の外部から励起源となるエキシマレーザを導
入するため、成膜時の圧力は大気圧近くから高真空まで
容易に変化でき、最適な酸素圧での成膜が可能である。
また膜組成に関しても、レーザアブレーションでは、タ
ーゲット組成に近い膜が容易に得られる。このような原
因から、本発明では、非常に高い抵抗率を持つＩＤＩＸ
Ｏ膜の成膜を実現することができたものと考えられる。
【００３８】さらに、酸素量と抵抗率の関係を検討する
ため、約３００℃で成膜後の降温雰囲気を変化させる実
験を行なった。なお、成膜圧は室温成膜で最も低い抵抗
率を示した３×１０-3Ｔｏｒｒとした。結果を表３に示
す。
ため、約３００℃で成膜後の降温雰囲気を変化させる実
験を行なった。なお、成膜圧は室温成膜で最も低い抵抗
率を示した３×１０-3Ｔｏｒｒとした。結果を表３に示
す。
【００３９】
【表３】
【００４０】１００Ｔｏｒｒ降温では試料に酸素が供給
され、抵抗率が上昇している。成膜圧、真空中降温では
あまり抵抗率に変化は認められず、この圧力範囲では、
取込まれた酸素が極端に変化しないことを示している。
酸素圧依存性との実験とも併せ、ＩＤＩＸＯ膜は、酸素
導入しやすく、欠損しにくい特性があると思われる。
され、抵抗率が上昇している。成膜圧、真空中降温では
あまり抵抗率に変化は認められず、この圧力範囲では、
取込まれた酸素が極端に変化しないことを示している。
酸素圧依存性との実験とも併せ、ＩＤＩＸＯ膜は、酸素
導入しやすく、欠損しにくい特性があると思われる。
【００４１】Ａｕ付ＩＤＩＸＯ膜の評価 透明導電膜は、一般に、ｎ型半導体であり、ＺｎＳｅ系
ＬＥＤのｐ電極として成膜した場合、接合を形成する可
能性がある。これを防ぐため、ＩＤＩＸＯ膜を成膜する
前にＡｕ膜を成膜するＩＤＩＸＯ／Ａｕ構造について検
討を行なった。抵抗率に関する結果を、表４に示す。
ＬＥＤのｐ電極として成膜した場合、接合を形成する可
能性がある。これを防ぐため、ＩＤＩＸＯ膜を成膜する
前にＡｕ膜を成膜するＩＤＩＸＯ／Ａｕ構造について検
討を行なった。抵抗率に関する結果を、表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】平滑なガラス基板に比べて、３ｎｍでは、
多少高い抵抗率、１０ｎｍでは同程度の抵抗率が得られ
ている。３ｎｍで抵抗が増加する原因としては、島状に
成長したＡｕ（電気伝導には寄与しない）の存在によ
り、ＩＤＩＸＯが成膜初期において連続膜が成長せず、
抵抗率が上昇したと考えられる。さらに、１０ｎｍとな
ると、Ａｕは連続膜となり、ＩＤＩＸＯの電気伝導の低
下を補っていることを示している。
多少高い抵抗率、１０ｎｍでは同程度の抵抗率が得られ
ている。３ｎｍで抵抗が増加する原因としては、島状に
成長したＡｕ（電気伝導には寄与しない）の存在によ
り、ＩＤＩＸＯが成膜初期において連続膜が成長せず、
抵抗率が上昇したと考えられる。さらに、１０ｎｍとな
ると、Ａｕは連続膜となり、ＩＤＩＸＯの電気伝導の低
下を補っていることを示している。
【００４４】図４に、ＩＤＩＸＯ／Ａｕ電極構造におけ
る透過率特性を示す。Ａｕの存在により、透過率の低下
が認められる。波長５００ｎｍで、ＩＤＩＸＯ（１２０
ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）の透過率は８０％程度である。
Ａｕの膜厚の薄さに比べ、透過率が低下している原因と
しては、Ａｕの存在により、ＩＤＩＸＯ自体の透過率が
低下しているためと考えられる。
る透過率特性を示す。Ａｕの存在により、透過率の低下
が認められる。波長５００ｎｍで、ＩＤＩＸＯ（１２０
ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）の透過率は８０％程度である。
Ａｕの膜厚の薄さに比べ、透過率が低下している原因と
しては、Ａｕの存在により、ＩＤＩＸＯ自体の透過率が
低下しているためと考えられる。
【００４５】実施の形態２ 図５は、実施の形態１に係る透明導電膜の製法を応用し
て、製造した化合物半導体発光素子の断面図である。図
５を参照して、ｎ型半導体層１の裏面にｎ電極２が設け
られている。ｎ型半導体層１の上に活性層３が設けられ
ている。活性層３の上にｐ型半導体層４が設けられてい
る。ｐ型半導体層４の上にコンタクト層５が設けられて
いる。コンタクト層５の上に透明電極であるｐ電極６が
設けられている。ｐ電極６の上にパッド７が設けられて
いる。パッド７には、外部電源（図示せず）から、配線
８より、電流が送り込まれる。
て、製造した化合物半導体発光素子の断面図である。図
５を参照して、ｎ型半導体層１の裏面にｎ電極２が設け
られている。ｎ型半導体層１の上に活性層３が設けられ
ている。活性層３の上にｐ型半導体層４が設けられてい
る。ｐ型半導体層４の上にコンタクト層５が設けられて
いる。コンタクト層５の上に透明電極であるｐ電極６が
設けられている。ｐ電極６の上にパッド７が設けられて
いる。パッド７には、外部電源（図示せず）から、配線
８より、電流が送り込まれる。
【００４６】図５に示すような化合物半導体発光素子の
透明電極６の成膜方法として、実施の形態１で説明した
レーザアブレーション法を用いることにより、透過率が
高く、かつ電気伝導率が低く、さらに従来用いられてい
るＡｕ電極よりも、２倍以上の光出力を有するものが得
られた。ＺｎＳｅ系ＬＥＤの電極構造としては、光出力
を最大とするため、ＩＤＩＸＯ（２００ｎｍ）／Ａｕ
（３ｎｍ）が望ましい。
透明電極６の成膜方法として、実施の形態１で説明した
レーザアブレーション法を用いることにより、透過率が
高く、かつ電気伝導率が低く、さらに従来用いられてい
るＡｕ電極よりも、２倍以上の光出力を有するものが得
られた。ＺｎＳｅ系ＬＥＤの電極構造としては、光出力
を最大とするため、ＩＤＩＸＯ（２００ｎｍ）／Ａｕ
（３ｎｍ）が望ましい。
【００４７】なお、今回開示された実施の形態は全ての
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
【図１】レーザアブレーション成膜装置の概念図であ
る。
る。
【図２】膜厚１２０ｎｍのＩＤＩＸＯ膜の抵抗率と酸素
圧との関係を示す図である。
圧との関係を示す図である。
【図３】膜厚１２０ｎｍのＩＤＩＸＯ膜の透過率の酸素
圧依存性を示す図である。
圧依存性を示す図である。
【図４】ＩＤＩＸＯ（１２０ｎｍ）／Ａｕの透過率の波
長依存性を示す図である。
長依存性を示す図である。
【図５】本発明によって得られた化合物半導体発光素子
の断面図である。
の断面図である。
６ ｐ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｄ // Ｈ０１Ｂ 5/14 Ｈ０１Ｂ 5/14 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 真空槽内に基板を置く工程と、 前記真空槽の中心に、透明導電膜の材料となるターゲッ
トを置く工程と、 前記真空槽内に酸素を導入する工程と、 前記ターゲットにレーザ光を照射し、アブレーションに
よって放出された原子または分子イオンを前記基板の上
に堆積させ、酸化させながら結晶成長させる工程と、を
備えた透明導電膜の製造方法。 - 【請求項２】 前記ターゲットは、Ｉｎ2 Ｏ3 −１０ｗ
ｔ％ＺｎＯを含む、請求項１に記載の透明導電膜の製造
方法。 - 【請求項３】 成膜温度を、室温〜３００℃に調節し
て、前記結晶成長を行なう、請求項２に記載の透明導電
膜の製造方法。 - 【請求項４】 成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔｏｒ
ｒにして、前記結晶成長を行なう、請求項１に記載の透
明導電膜の製造方法。 - 【請求項５】 透明電極を形成する直前の化合物半導体
発光素子基板を準備する工程と、 前記化合物半導体発光素子基板を真空槽内に置く工程
と、 前記真空槽の中心に、透明導電膜の材料となるターゲッ
トを置く工程と、 前記真空槽内に酸素を導入する工程と、 前記ターゲットにレーザ光を照射し、アブレーションに
よって放出された原子、分子イオンを前記化合物半導体
発光素子基板の上に堆積させ、酸化させながら、前記透
明電極を結晶成長させる工程と、を備えた化合物半導体
発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記ターゲットは、Ｉｎ2 Ｏ3 −１０ｗ
ｔ％ＺｎＯを含む、請求項５に記載の化合物半導体発光
素子の製造方法。 - 【請求項７】 成膜温度を、室温〜３００℃にして、前
記結晶成長を行なう、請求項５に記載の化合物半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項８】 成膜圧力を、０．３〜３×１０-3Ｔｏｒ
ｒにして、前記結晶成長を行なう、請求項５に記載の化
合物半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10758699A JP3141874B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 化合物半導体発光素子の製造方法 |
| US09/519,408 US6876003B1 (en) | 1999-04-15 | 2000-03-03 | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| TW089103966A TW467874B (en) | 1999-04-15 | 2000-03-06 | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| EP08010616A EP1976033A2 (en) | 1999-04-15 | 2000-03-16 | Method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| AT00105558T ATE517437T1 (de) | 1999-04-15 | 2000-03-16 | Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren für eine aus einem verbindungshalbleiter bestehende lichtemittierende halbleitervorrichtung |
| EP00105558A EP1045456B1 (en) | 1999-04-15 | 2000-03-16 | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| CNB001067583A CN1148811C (zh) | 1999-04-15 | 2000-04-14 | 半导体发光器件及其制造方法和制造透明导体膜的方法 |
| KR1020000019459A KR100721643B1 (ko) | 1999-04-15 | 2000-04-14 | 반도체발광소자 |
| US10/224,930 US6872649B2 (en) | 1999-04-15 | 2002-08-20 | Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film |
| KR1020060054408A KR100688006B1 (ko) | 1999-04-15 | 2006-06-16 | 투명전도막의 제조방법 및 화합물반도체발광소자의제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10758699A JP3141874B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 化合物半導体発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299028A true JP2000299028A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3141874B2 JP3141874B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=14462924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10758699A Expired - Fee Related JP3141874B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 化合物半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141874B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872649B2 (en) | 1999-04-15 | 2005-03-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP10758699A patent/JP3141874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872649B2 (en) | 1999-04-15 | 2005-03-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film |
| US6876003B1 (en) | 1999-04-15 | 2005-04-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3141874B2 (ja) | 2001-03-07 |
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